기능성소재 허찬우 화장품연구소.

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1 기능성소재 허찬우 화장품연구소

2 화장품의 유용성 1. 생리학적 유용성 - 피부개선 - 미백 - 탈모방지 등의 피부, 모발의 생리학적 연구
: 피부과학, 생리학, 생화학, 약리학, 분자생물학, 면역학 등 생활과학을 기반으로 하는 연구 - 고령화 사회에 가장 중점적인 분야 : 노화제어 2. 물리화학적 유용성 - 자외선방지제, 산란제와 같은 광방어 - 메이크업에 의한 기미, 주근깨 등의 커버효과 - 퍼머넌트웨이브에 의한 모발의 미적 개선 - 레올로지(유동학)을 이용한 크림의 사용성 연구 등 3. 심리학적 유용성 - 향에 의한 아로마콜로지 - 메이크업에 의한 색채 심리 등 : 화장을 하므로써 마음을 풍요롭게, 자신감을 가지며, 능률을 향상 - 심리학, 정신신경면역학 : 뇌신경계의 심리와 면역에 대한 연구

3 화장품의 유용성 사용 부위 유 용 성 사용하는 화장품 1. 모발 (두발) 탈모방지 육모제 백발염색(새치, 멋내기, 패션)
사용 부위 유 용 성 사용하는 화장품 1. 모발 (두발) 탈모방지 육모제 백발염색(새치, 멋내기, 패션) 염모제(헤어칼라) 손상방지, 개선 트리트먼트(지모 코팅제 등) 세정(생리, 위생) 샴푸, 린스 정발 정발료, 퍼머제 2. 얼굴 세안료 피부거침방지, 개선 크림,유액 등 기미개선 미백제 주름개선 트리트먼트 미화(색채 효과, 심리효과) 메이크업 제품 충치, 구취 방지 치마제, 구중청량제 여드름 개선 아크네제품

4 화장품의 유용성 사용 부위 유 용 성 사용하는 화장품 3. 신체(보디) 세정(생리, 위생) 비누, 액체 보디세정제 일소방지
사용 부위 유 용 성 사용하는 화장품 3. 신체(보디) 세정(생리, 위생) 비누, 액체 보디세정제 일소방지 선케어제품(선스크린 등) 체취방지(액취, 발냄새방지) 디오더란트 제품 탈색, 제모 탈색제, 제모제 혈행개선(생리, 위생) 목욕용제 손거침 개선 핸드케어제품 손톱미화 네일에나멜 등 4. 전 체 향취(심리 효과) 향수, 오데코롱 등 방향제품

5 기능성 소재 1. 미백용 2. 육모용 3. 피부거칠음 방지 4. 여드름용 5. 비듬, 가려움용 6. 액취방지용 7. 구강용
8. 기타

6 미백용 소재 1) 기미, 주근깨 : 멜라닌이 표피내에서 이상 증가한 질환 - 자외선, 여성호르몬, 유전적요인 등의 영향
- 자세한 메커니즘은 아직 불명 - 대증요법으로 멜라닌을 대상으로 하는 소재 개발 2) 소재들의 작용 메커니즘 - 멜라노사이트의 멜라닌 생성 억제 : 알부틴, 코직산, 비타민 C 및 그 유도체, 플라센타추출물 등 - 생성된 멜라닌의 환원 - 표피내 멜라닌의 배출 촉진 : AHA, BHA, 박피 - 멜라노사이트에 대한 선택적 독성 : 하이드로퀴논 모노벤질 에텔

7 Biochemistry of melanogenesis
DOPA oxidase / Tyr Tyrosine hydroxylase / Tyr Tyrosine DOPA DOPAquinone HO NH2 CO2H O glutathione or cysteine CysteinylDOPA Alanyl-hydroxy- benzothiazine S N 2HN Pheo-Melanin yellow / red, soluble, low MW DOPAchrome DHICA DHI Indole-5,6-quinone Indole-5,6-quinone- carboxylic acid DHICA oxidase / Tyrp1/TRP1 DHICA polymerase / Pmel17/silver DOPAchrome tautomerase / Dct/TRP2 H DHI oxidase / Tyr DHI-Melanin black, insoluble, high MW DHICA-Melanin brown, poorly soluble, intermediate MW Mixed Type-Melanins + CO2

8 미백용 소재 =알부틴= 1. Hydorquinone-β-glucopyranoside (4-Hydorxyphenyl-β-D glucopyronoside 2. 구조식 3. 주요 작용 - 멜라닌 생성 억제작용 1) in vitro test : 버섯유래 및 B16 마우스 멜라노마 유래의 Tyrosinase 의 활성을 억제 2) in vivo test : 사람의 피부에 자외선을 조사하여 유도되는 색소침착에 대한 억제효과

9 미백용 소재 =코직산= 1. 생성 : aspergillus속과 penicillium속 등이 사상균의 발효로 생성
- 된장, 장, 술 등의 색과 맛 등을 결정하는 인자 2. 구조식 3. 주요 작용 - 멜라닌 생성 억제작용 1) in vitro test : 버섯유래 및 Black gold fish 비늘 유래 및 흑색 모르모트 유래의 Tyrosinase의 활성을 억제 2) in vivo test : 사람의 피부에 자외선을 조사하여 유도되는 색소침착에 대한 억제효과

10 미백용 소재 =비타민 C 및 유도체= 1. 구조식 2. 주요 작용 - 멜라닌 생성 억제작용
: 도파퀴논을 환원해서 멜라닌 생성 억제 : 진한색의 산화형 melanin을 환원해서 엷은 색의 환원형 melanine으로 3. 유도체 – 안정성 문제

11 육모용 소재 Hair growth promotors 1) 남성 탈모증의 원인 (1) 남성 호르몬의 관여에 의한 모포기능의 저하
(2) 모포, 모구부의 신진대사 기능의 저하 (3) 두피 생리 기능의 저하 (4) 두피긴장에 의한 국소혈류 장애 (5) 영양불량 (6) 스트레스 (7) 약물에 의한 부작용 (8) 유전 2) 대책 : 각 원인들을 제거하는 작용이 있는 소재들을 배합 특히 모기질(Matrix) 부활효과와 혈행 촉진효과를 가진 성분

12 - 말초혈관의 혈류를 촉진시키는 성분들 중 혈액 순환의 개선을 주도하는 혈행촉진제
3) 목적에 따른 분류 (1) 혈관확장제 - 말초혈관의 혈류를 촉진시키는 성분들 중 혈액 순환의 개선을 주도하는 혈행촉진제 : 당약추출물 – Swertia japonica Makino의 배당체를 함유하는 추출물(주성분 : 스웨르티노겐) - 피부의 모세혈관을 확장해서 혈액을 촉진, Matrix내 에너지 공급 : Cepharanthin – Stephania cepharantha Hayata)의 뿌리에서 추출한 알칼로이드 성분 - 혈관 확장 작용 : 비타민E 및 유도체 – 피부혈관계에 작용, 모세혈관을 확장하 여 혈행을 촉진 : 감마 오리자놀 - 국소자극을 주로 하여 이차적 혈류를 촉진시키는 국소자극제 : 고추 침출액 – 에탄올 침출, capsaicin이 모근을 자극해서 발모촉진 : 생강 침출액 – 생강의 뿌리를 에탄올 침출, zingerone, shogaol이 모근을 자극해서 발모 촉진 : 칸타리스 침출액 : 니코틴산 벤질 에스테르

13 - 모유두 및 모포 주위의 모세혈관의 순환장애 등에 의한 matrix 주변의 영양장애를 해소 목적 : 비타민류
(2) 영양제 - 모유두 및 모포 주위의 모세혈관의 순환장애 등에 의한 matrix 주변의 영양장애를 해소 목적 : 비타민류 - Vitamin A, B1, B2, B6, E 및 유도체, 판토테인산 및 유도체, 바이오틴 등 : 아미노산류 - 시스틴, 시스테인, 메티오닌, 세린, 로이신, 트립토판, 아미노산 추출물 등

14 - 남성호르몬인 탈모에 관여하므로 여성호르몬제로 대응 : 에스트라디올, 에틸 에스티라디올 등 (4) 모근부활제
(3) 여성호르몬제 - 남성호르몬인 탈모에 관여하므로 여성호르몬제로 대응 : 에스트라디올, 에틸 에스티라디올 등 (4) 모근부활제 - 모의 성장에 관여하는각종 효소 활성의 이상 등에 의한 matrix 의 기능저하를 개선 : 판토테인산 및 유도체, 플라센타추출물, 알란토인, 감광소 301 (5) 보습제 - 두피의 건조를 방지하기 위해 배합 : 글리세린, 피롤리돈카르본산(NaPCA)

15 피부거칠음 방지용 소재 Skin Care Agents : 피부의 건강 유지 및 피부 거칠음 방지용
Skin Care Agents : 피부의 건강 유지 및 피부 거칠음 방지용 : 피부거칠음, 거침성, 땀띠, 동상, 피부의 균열, 살갗이 트는 것 방지, 면도에 의한 피부가 트는 것 방지, 햇빛과 눈에 노출되어 타는 것을 방지, 피부의 수축, 피부의 조절 - 항염증제 - 청량화제 - 수렴제 - 비타민 - 호르몬 - 항히스타민제 등

16 1) 항염증제 : - β-클리칠레틴산 및 유도체 - 알란토인 - 아줄렌 - 아미노카푸로닉산 - 하이드로코티손 2) 수렴제:
1) 항염증제 : - β-클리칠레틴산 및 유도체 - 알란토인 - 아줄렌 - 아미노카푸로닉산 - 하이드로코티손 2) 수렴제: - 산화아연 - 아황산염 - 알란토인 하이드록시 알루미늄 - 염화알루미늄 - 황산알루미늄 - 탄닌산 - 구연산 - 황산 등 3) 청량화제 - 멘톨 - 캠퍼

17 결핍시 여러가지 피부의 증상이 일어나므로 이러한 증상을 예방 목적 - 비타민 A : 표피의 건조와 각화의 이상에 효과
4) 비타민 : 전신의 정상적인 생리기능을 유지 결핍시 여러가지 피부의 증상이 일어나므로 이러한 증상을 예방 목적 - 비타민 A : 표피의 건조와 각화의 이상에 효과 : 유도체 - Palmitate, Acetate - 비타민 B : 지루성 피부염, 습진에 효과, 피부세포 부활작용 : 니코틴산 유도체 – 니코틴산아미드, 벤질에스테르 등 - 비타민 D : 습진과 피부건조에 효과 - 비타민 E : 혈행촉진, 항산화작용 : 유도체 - 지방산에스테르 - 판토테인산 : 피부염, 구순염에 효과 : 판토테인산칼슘, 판토테인산 에칠에텔 등 - 비타민 H, 바이오틴 : 피부염에효과 5) 호르몬 : 피부의 항상성 유지에 커다란 역할 (1) 난포호르몬 : 에스트라디올, 에스트라디올 에스텔, 에스테론, 에티닐 에스트라디올 등 (2) 부신피질호르몬 : 코티손, 코티손에스텔, 하이드로코티손 및 그의 에스텔, 프레드니손, 프레드니조론 등

18 6) 항히스타민제 : 피부의 독성과 알러지의 형태로 병적인 상태가 아니면서 피부가 거칠어지는 상태가 될 경우 자극에 따라서 피부내에서 히스타민이 생산 : 가려움과 피부이상이 발생 - 염산디펜히드라민 - 말레인산 클로로페닐아민 - 글리칠리틴산 유도체 7) 기타 : 피부청결목적 - 징크피리티온 - 트리클로로카르바닐라이드 - 트리클로산 : 식물추출물의 항염증작용과 세포부활작용 - 알로에추출물 - 인삼추출물 - 감초추출물 - 호호바추출물 - 카밀레추출물 - 비파추출액 등

19 여드름용 소재 여드름의 생성 원인 - 다양한 원인이 복합 : 각 요인에 대응한 소재가 조합되어 배합 1) 피지억제제
여드름의 생성 원인 - 다양한 원인이 복합 : 각 요인에 대응한 소재가 조합되어 배합 1) 피지억제제 - 남성호르몬에 의해 피지분비의 촉진 : 난포호르몬 사용 - 에스트라디올, 에스트론, 에티닐에스트라디올 - Vitamin B6 : 항지루작용 2) 각질박리·용해제 - 여드름이 생기면 각화가 촉진, 면포 발생 : 유황, 살리실산, 레졸루신 등의 각질박리제 또는 각질용해제 3) 살균제 - 여드름균이 존재 : 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 할로카르반, 2,4,4-트리클로로- 2-하이드록시 페놀 등 4) 기타 : 염증억제 – 글리시리틴산 Retinoic Acid 및 유도체, 벤조일퍼옥사이드

20 비듬, 가려움용 소재 비듬 - 건성비듬 : 각화의 이상작용에 의해 각질층의 이상박리현상
비듬 - 건성비듬 : 각화의 이상작용에 의해 각질층의 이상박리현상 - 유성비듬 : 피지분비의 이상작용에 의해 발생 * 비듬이 많으면 – 두피세균 등의 분해로 분해물질이 두피를 자극하여 - 가려움증이나 염증을 수반하는 두부비강진(두피 의 쌀겨 모양의 표피 탈락을 특징으로 하는 만성염증성 두피질환) – 만성비강성 탈모증 * 비듬의 발생원인 1) 상피조직의 각화이상 2) 내분비이상에 의한 피지과다분비 3) 두피세균류의 이상 증식 등

21 * 약용샴푸 – 각질박리·용해제, 항지루제, 살균제 배합 각질박리 ·용해제 : 살리실산, 유황, 레조루신, 황화셀렌
* 약용샴푸 – 각질박리·용해제, 항지루제, 살균제 배합 각질박리 ·용해제 : 살리실산, 유황, 레조루신, 황화셀렌 항지루제 : Vitamin B6(피리독신) 및 유도체 살균제 : 트리클로로카르바닐리드+초산토코페롤, 징크피리치온, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 클로르헥시딘, 히노티치 올, 페놀, 이소프로필메칠페놀 소염제 : 글리시리틴산 및 유도체, 초산히드로코티손, 프레드니솔 론 진양제 : 염산디펜히드라민, 말레인산클로로페닐아민, 캠퍼, 멘톨

22 액취방지용 소재 * 액취발생 - 다량으로 분비되는 땀이 피지와 섞여 피부에 존재하는 균
* 액취발생 - 다량으로 분비되는 땀이 피지와 섞여 피부에 존재하는 균 에 의해 분해되어 악취물질을 생성하는 것 : 저급지방산 1) 제한제(Antiperspirants) : 땀이 다량으로 배출되는 것 방지용 - 피부를 수렴 : 클로로하이드록시알루미늄, 염화알루미늄, 알란토 인클로로하이드록시알루미늄, 황산알루미늄, 칼륨, 산화아연, 파라페놀셀폰산, 아연 등 기타 : 지르코늄화합물 - 효과 측정 : 미국 FDA 법 – 사람의 겨드랑이의 땀의 중량을 측정 2) 살균제 : 피부에 내재하는 균을 감소 - 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 할로카르반, 염화클로로헥시딘 등 3) 소취제(Deodorants) : 악취물질 중의 하나인 저급지방산에 대한 소취효과 - 산화아연 등 - 메커니즘 : 저급지방산을 금속과 반응하여 금속염화하여 소취

23 구강용 소재 * 약용 치약 1) 충치예방용 소재 - 충치 원인 : 식품(특히 당분), 충치 원인성 세균, 숙주(치)의 감수성
* 약용 치약 1) 충치예방용 소재 - 충치 원인 : 식품(특히 당분), 충치 원인성 세균, 숙주(치)의 감수성 - 충치균 : 글루코스 전이효소를 이용해 당분을 물에 녹지 않는 불수 용성·점착성의 글루칸 생성하여 이에 강하게 부착시키고, 젖산을 생성하여 에나멜을 부식 - 예방 방법 (1) 이의 내산성 증가 : 불화나트륨, 모노플루오린산나트륨, 불화 주석 등 - 에나멜의 주구성성분인 하이드록시아파타이트의 구조의 일 부를 불소이온과 치환하여 내산성이 높은 플루오르아파타이 트 생성

24 (2) 충치의 원인균을 살균 : 글루콘산클로로헥시딘, 염화세틸피리듐, 이소프로필메칠페놀 등
(2) 충치의 원인균을 살균 : 글루콘산클로로헥시딘, 염화세틸피리듐, 이소프로필메칠페놀 등 (3) 글루칸의 분해 및 생합성 방해 덱스트라나제, 뮤타나제 등을 이용 글루칸의 결합을 분해

25 2) 만성변록성치주질환(치주농루) : 뼈(치조골)의 흡수가 일어나 치육의 염증과 이의 흔들림 발생
2. 치주질환 예방용 소재 1) 단순성 치육염 : 지육의 염증 2) 만성변록성치주질환(치주농루) : 뼈(치조골)의 흡수가 일어나 치육의 염증과 이의 흔들림 발생 - 치조농루는 대부분 치육염이 진행되면서 악화, : 치육염의 예방이 치조농루의 예방에 직결 - 원인은 치구(불순물) : 치구억제(프라그 컨트롤) : 살균제, 항염증제, 혈액촉진제 3) 항염증제 (1)히노키치올: 대만산 노송나무, 항염증작용, 지혈작용, 살균작용 (2) 알란토인 및 유도체 : 항염증작용, 세포부활작용 (3) 그리시리틴산 과 염류 : 항염증, 항알러지, 세균발육저지 (4) 출혈억제제 : ε-아미노카프론산, 트라넥기섬산 (5) 기타 : 디하이드로콜레스테롤, 아줄렌, 당귀추출물 4) 수렴제 - 치육포증을 긴장시켜 수렴작용 - 알루미늄알란토인, 젖산알루미늄 등 5) 혈행촉진제 - 치육의 출혈을 예방, 개선 목적 - Vitamin E 및 유도체 6) 기타 : 치육염증에 효과가 있고 치육을 긴장시키는 염화나트륨, 염산피리독신 등

26 : 세균에 의해 단백과 아미노산과 대사·분해되어 발생되는 메칠머 캡탄 등의 황화물, 유기산 및 질소화합물 등 - 예방용 소재
3. 구취방지용 소재 - 구취의 원인 : 호흡기와 소화기의 질환에 수반되는 전신성 : 구강질환과 식품에 의한 것 - 구취의 성분 : 세균에 의해 단백과 아미노산과 대사·분해되어 발생되는 메칠머 캡탄 등의 황화물, 유기산 및 질소화합물 등 - 예방용 소재 : 살균제 – 구강내의 세균 억제 4. 치석침착방지용 소재 - 치석 : 이에 부착된 찌꺼기 등의 유기물과 타액중의 칼슘이 침착 되어 형성 - 방지용 소재 : 폴리인산나트륨, 제오라이트 등 5. 담배진의 제거 - 연마제에 의해 오염물질의 제거 - 폴리에칠렌글라이콜의 추가로 효과 상승

27 기타 1. 비타민류 - 전신의 정상적인 생리기능을 유지 하는 데 필요. - 피부의 생리기능 유지에도 중요 - 특히 비타민 A
1. 비타민류 - 전신의 정상적인 생리기능을 유지 하는 데 필요. - 피부의 생리기능 유지에도 중요 - 특히 비타민 A : in vivo – 표피증식과 분화에 영향 : 진피의 콜라겐과 엘라스틴의 생합성을 촉진 : in vitro – 피부세포 배양계에 있어 히아론산의 생합성 촉진 등등

28 염산피리독신(B6)의 지방산 에스텔, 니코틴산아미드, 감마-오리자놀
비타민의 종류와 결핍 시 생기는 피부 증상 종 류 결핍 시 생기는 피부염증 배합성분 비타민 A 표피의 건조 각화의 이상 비타민A의 지방산에스텔 (팔미테이트, 아세테이트) 비타민B군 지루성 피부염 염산피리독신(B6)의 지방산 에스텔, 니코틴산아미드, 감마-오리자놀 비타민C 색소침착(기미, 주근깨) 아스코르빈산 모노스테아릴 아스코르빈산 인산에스텔 마그네슘염 비타민D 피부건조, 손톱과 모발의 이상 비타민E 갱년기피부노화, 여드름 혈행장애 토코페릴아세테이트(항산화제) 판토테인산 백모증, 피부염, 구순염 판토테인산칼슘, 판토테인산에칠에텔 비타민H 피부염 비오틴

29 카밀레(아줄렌 함유), 유카리오일 등의 정유류, 히노키치올 등
2. 호르몬류 : 난포호르몬 과 부신피질호르몬 3. 아미노산류 - 건조하면서 경화된 표피에 수화성을 회복 - 필수아미노산, 염기성아미노산 및 염류 4. 천연물 유래 소재 목 적 천연물의 종류 수렴 (항지루) 하마레리스, 광대수염초, 자작나무, 대황 등 (탄닌을 함유한 것) 소염 감초, 황련, 시콘, 서양톱풀, 알로에, 하리하리초 살균 카밀레(아줄렌 함유), 유카리오일 등의 정유류, 히노키치올 등 자외선방지 알로에, 마로니에, β-카로틴 등 (플라보노이드 함유) 피부부활 (신진대사 촉진,혈 행촉진,창상치료) 인삼추출물, 알로에, 시콘, 릴리, 수세미, 마로니에, 호호바, 잇꽃 등

30 신소재의 개발 1. 그리스시대 – COLD CREAM 2. SKIN CARE CREAM
1. 그리스시대 – COLD CREAM 2. SKIN CARE CREAM 1) 1886년 – 최초의 SKIN CARE CREAM 2) 1930년 - 엘리자베스 아덴 : ORANGE SKIN FOOD라는 크림 3. 2차 대전 후 – 호르몬의 가능성 : 휴먼플라센타을 이용한 호르몬크림 년대 – 알부민 사용 (알부민 : 생체세포(生體細胞)나 체액 중에 넓게 분포되어 있는 단순단백질로 글로불린과 함께 세포의 기초물질을 구성) 년대 – 콜라겐, 엘라스틴 크림 - Paul Niehan 박사 – 라프레리 창업 - 주사법

31 – Glycosphingolipid(표피를 구성하는 성분) : 스위스의 크리스챤 버나드 박사
년대 이후 – Glycosphingolipid(표피를 구성하는 성분) : 스위스의 크리스챤 버나드 박사 – 환경공해로 인해 GREEN PRODUCT : Herb 사용 : Phytochemical(식물성 화합물질) : Algae, Royal Jelly, Mink Oil, 거북이오일, Chitosan : Vitamin A, B, C, D, E - Liposome : 피부침투의 혁명 : 크기가 피부의 분자크기보다 작고 : Nanometer 단위 : 기저층이나 진피에 도달하여 10-12시간에 걸쳐 천천히 용해 후, 흡수 : 사람의 세포막은 인지질로 구성 : 콩이나 달걀흰자에서 얻은 인지질을 고주파로 진동하면 두겹으로 된 공모양의 풍선이 생성 - Retinoic Acid - 과일산 : AHA, BHA - Vitamin C

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33 줄기세포추출물 휴먼 지방세포 컨디션드 메디아 HUMAN ADIPOCYTE CONDITIONED MEDIA
줄기세포추출물 휴먼 지방세포 컨디션드 메디아 HUMAN ADIPOCYTE CONDITIONED MEDIA 지방흡입술 등에 의해 채취한 인간 지방조직으로부터 원심분리 및 필터링하여 debris를 제거한 후, 혈청을 함유하고 있는 배지에서 배양. 부착되지 않은 세포들을 세척하고 배지를 교체하면서 지방줄기세포를 배양하여 증식이 완료된 지방줄기세포의 배지를 무혈청배지(Serum free)로 교체하여 7일 동안 배양하여 원료를 생산한다. 이 때 생산된 원료에는 지방줄기세포가 분비하는 프로콜라겐, Fibronectin, EGF, VEGF, HGF 등 각종 영양성분과 성장인자를 포함하고 있다. 구성 성분표 프로콜라겐 (ng/ml) VEGF (pg/ml) Fibronectin HGF KGF IGF bFGF TGF 8000 6000 2000 20000 1000 900 100